特斯拉电动汽车有变速箱吗?
特斯拉没有变速箱,但是有一个减速器。这种电动机加减速器的搭配主要是由电动机的特性决定的。
内燃机汽车使用变速器也主要是由于内燃机的特点决定的,内燃机汽车起步的时候,转速低,扭矩不足,所以再起步的时候需要搭配一个大齿比的挡位来改善加速性能。设置不同齿比的挡位主要是为了保证不同车速时候的发动机的转速在经济转速范围
没有。
特斯拉是电动汽车,没有发动机,自然也没有变速箱,它是靠电机驱动的,不需要变速箱。
特斯拉没有变速箱,通过前后桥两个独立电机提供四轮驱动,并且可以快速调节前后轮驱动扭矩,纯电动汽车领域加速及稳定性能一流。
究竟为啥大多数电动汽车都没有变速箱?真的不需要吗?
两年半的纯电动车主很愿意回答这个问题。严格来说,电动车不是没有变速箱,只不过这个变速箱有名无实,只有固定传动比,叫单级减速器更恰当。
电动机是把电能转化成机械能,内燃机是利用化石燃料的化学能转化成机械能。能量特性和物理结构的不同,让电动机的低转扭矩更强、峰值转速高。
之所以不配多档位变速箱,主要是因为电动机的高性能和高效率工作范围都远高于内燃机,而且噪音和平顺性也比内燃机强得多。目前国内所有自主品牌的A级纯电动车,电机的红线转速都在每分钟10000转以上,并且不到1000转就能爆发最大扭矩。而家用汽油车的红线转速只有6000-7000转,少数自然吸气性能车和超跑也不过8000-9000转。即便是调校优秀的涡轮增压发动机也要至少1200-1500转才能爆发峰值扭矩。同时,发动机在高转速下的油耗和噪音也是咱日常开车接受不了的,所以发动机需要匹配多档位变速箱来兼顾动力、效率(即能耗)和静谧性,匀速巡航把转速控制在2000转以下,需要急加速再通过降挡把转速拉上去确保动力。但电动机因为没有曲轴和活塞运转的机械振动和油气燃烧,6000转以内都安静得难以察觉,即便6000转以上的高频电流声也不会盖过风噪和路噪,而且始终平顺如一。不得不承认,在这些方面,电动机确实比内燃机有很大的先天优势。
因为只有一个档位,纯电动车的车速和电动机转速始终成正比,速度越快转速越高。以我这辆帝豪EV来说,红线转速12000转,表底14000转,时速100公里的巡航转速6700转,已经超过了大多数涡轮增压车的红线转速。同样是100km/h的车速,我的蔚揽2.0T+6速双离合的转速只有1700转。不过纯电动车并不擅长跑高速,尤其是100km/h以上,不仅加速开始乏力,耗电量也噌噌地涨。
答主还发现,虽然电动机只有1个档位,但传动比却比一般汽油车的一档小得多,帝豪EV的传动比大致和蔚揽的2挡相当,都是30km/h对应2000转。这就得益于电动机低扭强大,0转速起步毫无压力。
回答这个问题之前我们首先要弄明白变速箱有什么作用。
传统汽车发动机是内燃机,内燃机的特性决定了它有一个最佳转速区间,在这个转速区间内燃油燃烧最充分,也就是说这个区间内发动机的力量最大,也更省油。但是这个转速区间比较小,无法满足汽车行驶时的各种路况,所以就需要根据路况实时改变发动机和车轮之间的齿轮比来保证无论车轮转速多少发动机的转速始终保持在一个固定范围内,也就是那个最佳转速区间,改变齿轮比的装置就是变速箱。所以说,燃油车是一定要有变速箱的。
再说电动汽车,电动汽车是靠电机直接驱动的,而电机不存在最佳转速区间这个概念,它在任何转速状态下都可以发挥高效率。常规电机的转速范围一般是1到3000转,完全可以满足任何路况的车速,所以,理论上讲电动汽车是不需要变速箱的,但有的车型需要将电机转速降低而增加扭矩,这种情况下就要增加一个单级减速箱。
电动汽车并不是没有变速箱,减速器可以理解为单速变速,这其实也是一种变速箱。
电动汽车普遍没有变速箱,原因并不是因为绝对不需要,而是技术达不到。不过一般家用电动车可以没有,电机需要减速而不是档位的变化,原因是因为电机的运行特点。
如图所示,简单的理解永磁同步电机在运行中没有摩擦、没有震动、没有噪音,而这些正是燃油发动机的所有特征。电机可以轻松达到一万转以上,车速飞快的状态下基本只有风噪而掩盖驱动电机的声音;但是发动机如果到一万转基本是在嘶吼,而且民用车一般五六千转就断油了,即使在这种转速下发动机的噪音也大到难以接受。
如果发动机没有变速箱,通过一个齿轮比输出动力,那么发动机的转速就代步了车速,想要高速行驶发动机就要高转速运行,噪音和震动是不能接受的,发动机也会加剧磨损降低寿命,所以内燃机匹配变速箱是必须的。
但是电机没有这些问题,一万转也没有可怕的噪音和震动,而且不存在磨损,所以不需要变速。不过转速太高直接传动是不现实的,直驱一万转是什么概念了。所以电机需要减速,只要能把转速控制在更低的区间就足够了,一个齿轮比可以做到所以减速器一般都单速,也就叫做电动汽车专用单速变速箱。
不过电机并不是完美的,恒扭力可以瞬间爆发最大动力,但达到恒功率区间扭力会明显下降。
理论上通过传统变速箱的多档位可以缓解这个问题,但这种变速箱只能承受小功率低转速的电机,反而会牺牲性能。在技术没有突破之前,解决电机扭力衰竭只能通过加大功率电机,这也是新能源汽车动力越来越强的原因所在。
内燃机汽车依赖变速箱、原因在于有实际的需求,而纯电汽车在民用这一块、目前没有对变速箱的需求,所以目前的纯电汽车就没有配备变速器了;并不是说电动汽车不能装变速器,只是说目前电动汽车不用变速器、即可达到日常使用的要求,所以目前电动车没有配备变速器,而内燃机汽车离开变速器、连起步都做不到!
变速箱是汽车三大件之一、亦是车上精密度极高的部件,但其本质就是个扭矩放大器,无非有两个作用,其一减速而增扭、利用大传动比放***动机扭矩,***车子完成起步、以及提速;其二就是减扭增速、利用低传动比来压制发动机转速,让车子在高速巡航中、发动机转速更低,降低摩擦功损耗、以及降低发动机噪音;由上面描述,我们可以推导出内燃机的几个痛点。。。
低转速扭矩不足:因为低转速扭矩不足,所以需要变速箱去进行扭矩放大,所以离开变速器则内燃机车没办法加速、甚至于连正常起步都做不到!
内燃机转速不够:如今的民用车内燃机、极限转速平均在6.50千转,如果没变速器(***设直传挡,类似于变速箱第四挡、传动比一),那么把油门踩到底、飙到6.50千转,好吧此时车速70公里,这就好比咱们用四挡跑、油门踩到底也就70公里左右,对吧?这样的车速、能满足日常需求么?所以内燃机车必须配个变速器来在高速巡航行驶、对扭矩依赖不大时,来给发动机增速!
给发动机增速的好处有两点,其一利用传动比增速,就不必让发动机转那么快了,其二发动机转速变得更加可控,无论是燃烧、燃油经济性、噪音都很好的被控制;至于电动机则完全不同,它的转速高的离谱、比如特斯拉用的电动机,转速高达1.60万转,接近咱们民用内燃机的2.50倍,所以即便它没有变速器、传动比恒定为一,它也可以利用它1.60万的转速上限来拉出所需的车速,所以纯电车目前并不需要变速器!
如上图所示、这就是一个六挡变速器、各挡位间的齿轮比,我们***设终传比为三,那么一挡可以将扭矩放大为。。。
一挡扭矩放大=4.31*3=12.9倍
实际上轮上扭矩与发动机扭矩之间的关系也是如此,轮上扭矩=发动机扭矩*传动比,而一挡时的传动比就是12.9,所以咱们的车子、在一挡起步时,发动机所输出扭矩、整整被放大了12.9倍,才能顺利起步;那么变速器对内燃机车是不是很重要?***设发动机峰值扭矩可以达到200nm、起步车动时转速一千出头,此时发动机能输出的扭矩最多100nm,可这100nm的扭矩怎么可能拉动平均1.50吨重的民用小汽车呢?
所以内燃机汽车、必须用变速器,至少在民用车领域、必须这么做;当然如果我们玩玩抬杠逻辑,弄个增压V12、配个六七百公斤的车重或许无变速器也能完成起步,只不过这玩意造价不菲,咱们也享受不起,换句话说只要配个变速器、三缸机都能顺利起步,那么又何必弄那么复杂、那么昂贵呢?所以从某种角度上看这变速器也使得内燃机车变得经济、实用,若没变速器,燃油汽车现在必然还是价格高不可攀的东西、更不可能普及!
实际上纯电汽车也有变速器,只不过它的变速器只有一个挡位,如上图、特斯拉的传动比为9.73,理论上就是它可以把扭矩放大9.73倍最高;所以纯电汽车也是有增扭能力的,只不过不像燃油车变速器具备多个传动比,多挡位变速器具备多个传动比。。。